Considerably increasing interest in using the theranostic isotopes/ isotope pairs of radiometals like $^{44/47}Sc$ and $^{64/67}Cu$ for diagnosis and/or therapeutic applications in the nuclear medicine procedures necessitates its reliable production and supply. Separation and purification of no-carrier-added (NCA) isotopes from macro quantitates of the irradiated target matrix along with other impurities is a cardinal procedure amongst several other steps involved in its production. Multitudinous methods including but not limited to liquid-liquid (solvent) extraction, extraction chromatography (EXC), ion exchange, electrodeposition and sublimation are routinely applied either solitarily or in combination for the separation and purification of radioisotopes depending on their production routes, radioisotope of interest and impurities involved. However, application of EXC though has shown promises towards the numerous separation techniques have not received much attention as far as its application prospects in the field of nuclear medicine are concerned. Advances in the recent past for application of the EXC resins in separation and purification of the several medically important radioisotopes at ultra-high purity have shown promising behavior with respect to their operation simplicity, acidic and radiolytic stability, separation efficiencies and speedy procedures with the enhanced and excellent extraction abilities. In this mini review we will be talking about the recent developments in the application and the use of EXC techniques for the separation and purification of $^{44/47}Sc$ and $^{64/67}Cu$ for medical applications. Furthermore, we will also discuss the scientific and practical aspects of EXC in the view of separation of the NCA trace amount of radionuclides.
Lee, Jun Young;Hur, Min Goo;Yang, Seung Dae;Park, Jeong Hoon
대한방사성의약품학회지
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제5권2호
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pp.79-82
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2019
61Cu is a promising PET radiometal having favorable nuclear decay characteristics with appropriate half-life of 3.3 h. Owing its promising capabilities in radiopharmaceutical chemistry and its chemical similarities with its isotopes 64Cu and 67Cu, in this work we have tried to optimize the production and separation conditions of 61Cu. 61Cu was produced via (p, x) reaction with natural nickel which was electroplated on the high purity silver coated copper backing target holder. The optimization of target electrodeposition, beam energy and current modulation, target dissolution and separation were optimized in this study. Preliminary studies show that 61Cu was successfully produced and separated which can be further extended for the production of 64Cu and 67Cu.
본 연구는 충남 보령시 청라면에 위치한 폐광산광미로부터 청라저수지 저니토에 이르기까지 토양에 존재하는 중금속과 자연방사능원소간의 발생과 분포에 대하여 조사하였다. 조사 결과 광미영향 지점과 비영향 지점간의 중금속과 자연방사능원소 함량에는 현저한 차이가 있었다. 중금속의 분포 특성은 Pb ($1.32-29.96mg\;kg^{-1}$, 평균 $10.44mg\;kg^{-1}$), Cd ($0.15-0.76mg\;kg^{-1}$, 평균 $0.51mg\;kg^{-1}$), Cu ($0.28-49.67mg\;kg^{-1}$, 평균 $12.43mg\;kg^{-1}$), Cr ($1.31-13.18mg\;kg^{-1}$, 평균 $4.87mg\;kg^{-1}$)으로 조사 되었다. 그리고 Pb와 Cu의 조사지점별 함량 변이는 다른 중금속에 비해 매우 높았다. 건조한 토양을 기준으로 한 자연방사능 함량은 Pb-210 ($4.87dpm\;g^{-1}$), Th-234 ($3.52dpm\;g^{-1}$), Ra-226 ($2.88dpm\;g^{-1}$), Ra-228 ($7.30dpm\;g^{-1}$), K-40 ($58.06dpm\;g^{-1}$) 순으로 나타났으나 핵실험 등의 낙진으로 인하여 대기로부터 유입되는 Cs-137은 발견되지 않았다. 이러한 결과를 기준으로 하여 석탄광미 자체에 포함된 자연방사능 함량과 조시지점에서 조사된 자연방사능 함량을 비교하였을 때 Pb-210 (4.41%), Th-234 (3.60%), Ra-226 (2.09%)로 매우 낮은 비율로 조사되었으나 Ra-228 (266%)과 K-40 (308%)은 석탄광미보다 광미장 외의 지점에서 더 높은 비율로 존재함을 알 수 있었다. 그리고 중금속과 자연방사능의 발생 정도 사이에는 상관관계가 낮았다.
본 연구에서는 태안 마도해역에서 출수된 고려시대 청동숟가락 8점의 양식을 비교하고, 생산지와 출수지와의 관계를 파악하기 위한 성분분석 및 납동위원소비 분석을 실시하였다. 출수 청동숟가락의 술잎은 대부분이 타원형이었으며 술총은 능형과 연미형으로 구분된다. 청동숟가락은 구리(Cu)와 주석(Sn)의 2원계 합금으로 제작되어 납(Pb)이 인위적으로 첨가되지 않음을 확인할 수 있다. 같은 유물일지라도 시험편 채취 후 분석위치에 따라 미량원소 성분변화가 다르게 나타남을 알 수 있으며, 미량원소 중 은(Ag)이 높게 부화되는 것을 확인할 수 있다. 출수 청동숟가락의 납동위원소비 분석결과 충청남북도, 전라남북도를 포함하는 zone 3에서 원료를 공급 받았음을 알 수 있다. 청동제작에 사용되는 원료 광석의 미량원소 분석결과가 축적된다면 납동위원소비와 더불어 산지추정에 좋은 인자가 될 것으로 사료된다.
Kim, Jung Young;Park, Hyun;Chun, Kwon Soo;An, Gwang Il
대한방사성의약품학회지
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제1권1호
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pp.1-8
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2015
It is essential use of long term half life radioisotopes for positron emission tomography (PET) imaging study of biopharmaceuticals because most of biopharmaceuticals have long biological half-life. Some representative isotopes are $^{124}I$, $^{64}Cu$, $^{89}Zr$ and so on. These PET radioisotopes and their radiopharmaceuticals have recently received growing interest because of long half life and good imaging properties. Furthermore, $^{64}Cu$ and $^{89}Zr$ can be used in a number of radiopharmaceuticals due to its ease of conjugation to peptides and antibodies using the proper chelator. In recent years, since $^{124}I$ was first developed in 2005, we have been studied to develop an efficient method and procedure for producing these radioisotopes, and we have made considerable progress in production of long term half life radioisotopes. This review introduces the general production system, purification procedure, and several advances on targeting method for $^{124}I$ and $^{64}Cu$ in KIRAMS.
구리는 생지구화학적인 과정에 필수적인 전이금속으로 최근 질량분석기 및 분석기술의 발달로 인해 구리 동위원소를 이용한 연구가 전 세계적으로 활발하게 진행되고 있으나, 국내에서는 아직까지 구리 동위원소에 대한 분석 및 이를 이용한 연구가 전무한 실정이다. 본 연구에서는 $AG^{(R)}$ MP-1M 음이온 교환 수지를 충진한 칼럼을 이용하여 구리 분리법을 정립하고 이에 대한 신뢰성 검증을 위하여 두 종류의 암석표준물질(BHVO-2, BIR-1a)에 대해서 동위원소 분석을 실시하였다. 본 연구에 사용된 두 가지 분리법 모두 95% 이상의 회수율을 보였으나 HCl과 $H_2O_2$의 혼합산을 이용하여 분리된 구리에 대하여 분석된 동위원소 값이 기존 보고 값과 오차범위 내에서 잘 일치하였다. 본 연구에서 개발된 구리 동위원소 분석법은 향후 환경과학 등 다양한 분야에서 중요하게 활용될 것으로 기대된다.
풍납토성은 백제 초기의 토성으로 토기 및 주거유물과 더불어 다량의 청동기가 출토되었다. 본 연구에서는 풍납토성 출토 청동기의 제작기술과 청동기 내에 포함된 납 원료의 산지를 추정하기 위해 출토지가 명확한 7점의 청동기 시편에 대한 분석을 실시하였다. 금속심이 남아있는 4점에 대한 미세조직 및 성분 분석 결과, 3점은 Cu-Sn-Pb의 3원계 합금이며 나머지 1점은 Cu-Sn의 2원계 합금의 청동기로, 조직 내에 뚜렷한 쌍정이 관찰 됨을 확인할 수 있다. 또한 주성분 이외에 S(황), Fe(철)가 검출되어 황동광($CuFeS_2$) 또는 반동광($Cu_5FeS_4$)을 원광석으로 사용하였음을 알 수 있다. 납동위원소비 분석을 이용한 산지 추정 결과 4점의 청동포수, 청동세환 2점, 청동유물 편(나)의 청동기에 산지는 zone 3(충청남 북도, 전라남 북도)의 지역으로 표시되었다. 청동유물 편(라)는 중국 북부로 표시되었으며 청동검은 zone 2(경상남 북도)의 원료를 사용하여 제작하였을 것으로 판단된다.
The combination of nanoparticle with radioisotope could give the in vivo information with high sensitivity and specificity. However, radioisotope labeling of nanoparticle is very difficult and radioisotopes have different physicochemical properties, so the radioisotope selection of nanoparticle should be carefully considered. $^{18}F$ was first option to be considered for labeling of nanoparticle. For the labeling of $^{18}F$ with nanoparticle, Prosthetic group is widely used. Iodine, another radioactive halogen, is often used. Since radioiodine isotopes are various, they can be used for different imaging technique or therapy in the same labeling procedures. $^{99m}Tc$ can easily be obtained as pertechnatate ($^{99m}{TcO_4}^-$) by commercial generator. Ionic $^{68}Ga$ (III) in dilute HCl solution is also obtained by generator system, but $^{68}Ga$ can be substituted for $^{67}Ga$ because of the short half-life (67.8 min). $^{64}Cu$ emits not only positron but also ${\beta}-particle$. Therefore $^{64}Cu$ can be used for imaging and therapy at the same time. These radioactive metals can be labeled with nanoparticle using the bifunctional chelator. $^{89}Zr$ has longer half-life (78.4 h) and is used for the longer imaging time. Unlike different metals, $^{89}Zr$ should use the other chelate such as DFO, 3,4,3-(LI-1,2-HOPO) or DFOB.
Korean mariculture Undaria pinnatifida was collected during the months of January, February, March, and December of 2010, as well as from January of 2011 to investigate the changes in the carbon and nitrogen stable isotope ratios (${\delta}^{13}C$ and ${\delta}^{15}N$) and heavy metal with respect to it growth and to identify the factors that influence such changes. The blades of U. pinnatifida showed ${\delta}^{13}C$ and ${\delta}^{15}N$ in the range (mean) of -13.11 to -19.42‰ (-16.93‰) and 2.99 to 7.57‰ (4.71‰), respectively. Among samples with the same grow-out period, those that weighed more tended to have higher ${\delta}^{13}C$ suggesting a close association between the carbon isotope ratio and growth rate of U. pinnatifida. Indeed, we found a very high positive linear correlation between the monthly average ${\delta}^{13}C$ and the absolute growth rate in weight ($r^2=0.89$). Nitrogen isotope ratio tended to be relatively lower when nitrogen content in the blade was higher, probably due to the strengthening of isotope fractionation stemming from plenty of nitrogen in the surrounding environment. In fact, a negative linear correlation was observed with the nitrate concentration in the nearby seawaters ($r^2=0.83$). Concentrations of Cu, Cd, Pb, Cr, Hg, and Fe in the blades showed a rapid decrease in their concentration per unit weight in the more mature U. pinnatifida. Specifically, compared to adult samples, Cu, Hg, and Pb were concentrated by 30, 55, and 73 folds, respectively, in the young blades. Therefore, U. pinnatifida tissue ${\delta}^{13}C$ is as an indirect indicator of its growth rate, while ${\delta}^{15}N$ values and heavy metal concentrations serve as tracers that reflect the environmental characteristics.
익산군(益山郡) 용제리(龍提里)에서 출토(出土)된 기원전(紀元前)의 세형동검(細形銅劍)을 습식(濕式) 및 원자흡수분광법(原子吸收分光法)으로 조성(組成)을 정량(定量)하였으며, 시편(試片)을 연마(硏磨), 부식(腐蝕)시켜 광학현미경(光學顯微鏡)과 주사형(走査型) 전자현미경(電子顯微鏡)으로 미세구조(微細構造)를 관찰(觀察)하였다. 또한 질량분석계(質量分析計)를 써서 납동위원소비(同位元素比)를 측정(測定)하여 원료(原料)의 산지(産地)를 추정(推定)코자 하였다. 세형동검(細形銅劍)은 Cu-Sn-Pb계(系)로서 Sn이 17%, Pb가 6.8%로서 Sn이 10% 이상이고 Pb가 첨가(添加)된 것으로 보아 청동기(靑銅器) 중기(中期) 이후(以後)임을 알 수 있었다. 시료내부(試料內部)는 ${\alpha}$와 (${\alpha}+{\delta}$) 공정(共晶)으로 되어 있으며 편석(偏析)이 일어나 있었다. 원료(原料)는 중국(中國) 북부산(北部産)일 가능성(可能性)이 크다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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